KR20010012214A - 워터마크 검출 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신호(S)에 삽입된 워터마크(watermark)를 검출하는 방법에 관한 것으로, 하나의 검출을 수행하기 위해 복수의 프레임(F1,F2,...) 신호(S)를 검출 세트(Dj)에 결합하는 방법을 사용한다. 본 발명에 따라, 워터마크 검출의 신뢰성은 검출 세트(Dj)로 부터의 비 연속적인 프레임(Fi,Fi+d,...)을 사용하여 향상된다. 본 발명은 워터마크 검출기(24)를 포함하는 신호의 기록 및 재생 장치 및, 방송 신호 감시용 시스템에 관한 것이다.

Description

워터마크 검출 방법 및 장치{Watermark detection}
워터마크들은 오디오, 화상, 애니메이션 및 비디오등의 신호에 삽입되는 미세하거나 거의 감지할 수 없는 마크들(marks)이다. 상기 워터마크들은 쉽게 제거되지 않는 방식으로 신호에 삽입된다. 워터마크는 부가의 정보, 예를 들면, 소스, 서류의 저작권 상태 또는 시청각 프로그램등에 대한 정보를 포함하고, 저작권 침해의 흔적을 알려주어 지적 소유권의 보호를 지지한다.
공지된 워터마크 검출 방법은 상기 신호와 국부적으로 저장된 워터마크들을 상호 연관시키기 위한 상호 연관 단계를 포함한다. 이러한 상호 연관 결과에 대해서 계속해서 설명하면, 주어진 워터마크를 가지는 신호의 상호 연관이, 예를 들어, 주어진 임계값 보다 크면, 이 워터마크는 신호내에 삽입된 워터마크로 간주될 수 있다. 다양한 워터마크들의 상호 연관은, 사용되어 오던 워터마크처럼 간주되는 가장 높은 상호 연관을 갖는 워트마크로 실행될 수도 있다.
상기 신호는 크로핑(cropping) 및 스케일링(scaling) 뿐만 아니라, MPEG 압축, DA/AD 변환 및 NTSC/PAL 변환등의 다양한 신호 동작과 관련되기 때문에, 감지할때, 단일 프레임에 근거한 검출의 신뢰성이 종종 떨어져서, 잘못된 검출을 많이 발생시켰다. 1998년 Proceedings of Eusipco(Rhodes, Greece) 에 공개된 A.A.C.Kalker, G.F.C.Depovere 및 J.P.M.Linnartz 에 의한 "On the Reliability of Detecting Electronic Watermarks in Digital Images"는 검출 세트와 n개의 복수의 프레임과의 결합은n 요소에 의한 검출 과정의 신뢰성을 강화하는 사실에 대한 그럴 듯한 설명을 제공한다. 그러나, 이는 상호 연관되지 않은 n 개의 프레임에만 적용될 수 있다. 일반적으로는, 연속적인 프레임을 결합하여 실행하지만, 이것은 일반적으로 높은 상호 연관성을 나타낸다.
본 발명은 신호에 삽입된 워터마크(watermark)를 검출하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 하나의 검출을 수행하기 위해 복수의 프레임 신호를 검출 세트에 결합하는 방법을 사용한다.
또한, 본 발명은 신호 기록 및 재생 장치 및, 방송 신호 감시용 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 워터마크 검출 장치를 포함하는 장치의 일 실시예를 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 워터마크 검출의 신뢰성을 향상시키고자하는 것이다.
본 발명은 검출 세트를 형성하기 위해, 신호내의 다른 프레임을 즉시 뛰따르지 않는 하나 이상의 프레임이 사용되며, 상기 다른 프레임도 검출 세트를 위해서 사용되는 것을 특징으로한다.
연속적인 프레임보다는 검출 세트용 프레임을 사용하면, 워터마크 검출의 신뢰성을 강화하는 장점이 있는데, 그 이유는 상호간에 더 개별적인 프레임이 일반적으로 덜 상호 연관되기 때문이다. 덜 상호 연관된 프레임을 사용하면, 상호 연관되지 않은 프레임에 적용되는 것같은 신뢰성의 강화, 즉,n 요소에 의해 증가되는 검출 과정의 신뢰성의 강화는 더욱 양호해진다. 신호내에 전혀 연속적으로 발생하지 않는 프레임의 사용은 인터리빙(interleaving)으로써 언급되었다.
본 실시예에 있어서, 본 발명의 방법은 프레임의 정수에 대응하는 상호 소정의 거리에서, 신호내에 존재하는 소정의 프레임 수가 검출 세트를 위해 사용되는 것을 특징으로한다. 검출 세트를 위한 프레임을 선택하는 이러한 유니폼 모드는 쉽게 적용가능한 방법이다.
다른 실시예에 있어서, 소정의 프레임 수 및 소정의 거리는 이들의 최대 공약수가 동일하게 되도록 선택된다. 이 경우, 다양한 검출 세트를 가로지르는 I,B 및 P 프레임의 유니폼 분배는 MPEG 신호를 위해 성취된다.
청구범위 제 4 항에 규정된 것같은 실시예는 MPEG 신호를 위해 매우 중요하다. 이 경우에도, 다양한 검출 세트를 가로지르는 I,B 및 P 프레임의 균일한 분배는 MPEG 신호를 위해 성취된다.
다른 실시예에는, 본 발명에 따른 워터마크 검출 장치를 포함하는 신호의 기록 및 재생용 장치에 관한 것과, 상기 장치를 포함하는 방송 신호 감시용 시스템에 관한 것이 설명되어 있다.
이러한 다양한 특징은 후술되는 실시예(들)를 참조로 분명해지고 명료하게 된다. 그러나, 이러한 실시예로 제한되어서는 안된다.
도 1은 본 발명에 따른 워터마크 검출 장치(1)를 도시하며, 상기 장치는 하나의 검출을 수행하기 위해 신호(S)의 복수의 프레임(F1,F2,...)과 검출 세트(Dj)를 결합하기 위한 수단(10)을 포함한다.
본 발명에 따라, 검출 세트를 형성하기 위해, 신호(S)내의 하나 이상의 다른 프레임(Fi)을 즉시 뛰따르지 않는 프레임(Fi+d)이 사용되고, 검출 세트를 위해서도 사용된다. 하나 이상의 중간 프레임은 이러한 방식으로 스킵(skip)되고, 예를 들면, 다른 검출 세트를 위해 사용된다. 연속적이지 않은 프레임(Fi,Fi+d,...)을 사용하면, 상기 프레임은 상호 덜 연관되어져서 워터마크 검출의 신뢰성을 강화시켜주는 장점이 있다.
프레임(Fi,Fi+d,...)의 수(n)가 검출 세트(Dj)를 위해 사용된다고 가정한다. 모든 연속적인 프레임(F1,F2,...)이 이미 공지된 것처럼 사용된다면, 제 1 결정 순간은 n개의 프레임 이후에 발생하지만, 연속적이지 않은 n개의 프레임(Fi,Fi+d,...)을 사용하게 되면, 상기 결정은 다음 순간에 발생한다.
신호(S)내에 연속적으로 존재하지 않는 프레임(Fi,Fi+d,...)을 결합하면, 상이한 다른 방식에 영향을 미칠수 있다. 2 인터링빙 방식에 대해서는 실례의 방식으로 설명하였다. 본 발명의 정신을 벗어나지 않고, 유사한 결과를 산출하는 다른 방식이 사용되는 것이 가능하다.
이하, 후술되는 제 1 방식은 유니폼 인터리빙이다. 인터리빙의 이러한 형성에 있어서, 검출 세트(Dj)를 위해 사용되는 두개의 프레임(Fi,Fi+d,...)간의 가장 짧은 거리는 신호내의 일정한 값(d)와 동일하고, 신호의 프레임의 정수에 대응한다. 그리고, 다음과 같이 정의 된다.
프레임(F1,F2,...)의 전체 수(d×n)는 검출 세트(Dj)의 수(d)에 할당된다. 예를 들면, 프레임의 수 n=12 및 상호 거리 d=5 를 가지는 검출 세트(Dj)를 다음에 도시하였다.
보다 명확한 이해를 돕기 위해, 이러한 분배를 [표1]을 참조하여 설명하였다. [표1]은 신호(S)내에서 발생한 것과 같은, 연속적인 프레임(F1,F2,...)의 수를 나타내었다.
n=12, d=5 일때의 균일한 인터리빙에 대한 실예.
신호(S)의 연속적인 프레임(F1,F2,...)은 n 행 d 열 프레임으로서 도시된다. 이것은 신호의 프레임(F1,F2,...)을 물리적으로 분리 가능하지만, 이러한 물리적 분리를 할 필요가 없다. 그러나, 본 발명을 명료하게 설명하기 위해 이러한 구성 개념을 도입하였다. 상이한 폰트(font)는 다른 검출 세트(Dj)내에서 사용되는 것을 지정한다. 검출 세트(Dj)는 [표1]의 동일한 폰트에 의해 지정된 수를 가지는 프레임(Fi,Fi+d,...)을 포함한다. 이러한 인터리빙의 형태를 가지는 제 1 검출 결정은 d(n-1)+1 프레임 이후에 발생한다. 상기 과정은 dn 프레임 이후 반복된다.
워터마크는 많은 응용에, 예를 들면, MPEG 같은 압축에 존재한다는 것이 중요하다. MPEG 신호내의 상이한 프레임들, 즉, I, B 및 P프레임은 워터마크의 존재에 관해 상이하게 작용한다. 균일한 인터리빙을 사용하면, n 및 d 의 값에 대해 문제가 발생할 수 있다. 이를 설명하기 위해, n=12 의 예를 들었다. 이 경우, n=12 는 MPEG 신호(S)의 픽쳐 그룹(GOP) 크기이다. 프레임간의 거리 d=4 이다. 프레임(Fi,Fi+d,...)의 분배는 [표2]에 나타내었다.
MPEG 에서 n=12, d=4일때의 균일한 인터리빙에 대한 실예.
[표2]에서 알수 있듯이, 상이한 검출 세트(Dj)는 MPEG 프레임의 균일하지 않은 분배(non-uniform distribution)를 포함한다. 예를 들면, 모든 I 프레임은 하나의 검출 세트(Dj)내에서 발생된다. 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 해결책으로는 검출 세트(Dj)를 가로지르는 I, B 및 P프레임의 더 많은 균일한 분배에 대해 가능하다는 것이다.
균일한 인터리빙을 사용하면, 예를 들어, 이들의 최대 공약수가 동일하게 되는 방식으로 n 및 d 를 선택하는 것이 가능하다. 이것은 예를 들면, 상술된 n=12, d=5 일때의 경우이다.
MPEG 에서 n=12, d=5 일때의 균일한 인터리빙에 대한 실예.
각 검출 세트(Dj)는 각 행의 프레임을 포함하는 것을 명백히 알 수 있다. 이것은 프레임의 각 형태가 각 검출 세트(Dj)내에서 발생함을 의미한다.
예를 들면, 상기 균일한 간격을 더 융통성이 있게 하는 것이 부가로 가능한데, 이것은 대각선 인터리빙에 의해 더 효과적일 수 있다. MPEG 신호(S)의 GOP크기의 정수배(n)룰 가지는, I, B 및 P 프레임의 균일한 분배는 대각선 인터리빙에 대한 표현으로 나타낼수 있고, 다음과 같이 정의된다.
n=12, d=5 일때, 다음과 같은 검출 세트(Dj)가 확보된다.
프레임(Fi,Fi+d,...)의 분배는 [표4]에 도시하였다.
n=12, d=5 일때의 대각선 인터리빙에 대한 실예.
이미 상술한 바와 같이, 신호(S)의 연속적인 프레임(F1,F2,...)은 d 열의 n개의 프레임으로 도시되었다. 한 열당 프레임의 수는 검출 세트내의 프레임의 수, 즉 n 과 동일하다. 또한, 이 경우, 상기 수는 MPEG 신호(S)의 GOP 크기의 정수 배와 동일하다. 검출 세트(Dj)내에서 사용되는 프레임(Fi)의 신호(S)내의 위치는 열들의 시작에 대한 하나의 위치에 의해 그 다음 열로 이동한다는 것이 [표4]에 의해 분명해졌다. 상기 프레임(Fi)에 관해서는, 단순화하기 위해 기준프레임으로써 언급되고, 동일한 검출 세트(Dj)를 위한 다른 프레임(Fi+d)은 열 수(d)의 정수 배와 동일한 거리에서의 동일한 열내에 존재한다. 검출 세트(Dj)내의 프레임(Fi,Fi+d,...)간의 평균 및 가장 빈번하게 발생하는 거리는 본 실례의 3 및 8 등의 다른 거리로 교체될수 있는 거리 d=5 와 동일하다.
도 2는 본 발명의 장치를 설명한 것으로, 예를 들면, DVD 신호(S)를 확보하기 위한 DVD 디스크 판독용 수단(21)을 포함하는 DVD 플레이어(2)이다. DVD 신호(S)는 DVD 디스크에 저장된 MPEG 비트 스트림이다. DVD 신호(S)는 스위치(22)를 통해 플레이어(2)의 출력(23)에 인가된다. 상기 출력(23)은 외부 MPEG 디코더 및 픽쳐 화상 장치(도시되어 있지 않음)와 연결된다. 예를 들면, 저작권 보호를 위해, 본 발명에 중요하지 않은 다른 조건을 충족시키지 않는다면, DVD 플레이어(2)는 소정의 워터마크를 가진 비디오 신호(S)를 재생할 수 없게 된다. 워터마크가 삽입된 신호(S)는, 예를 들면, 상기 디스크가 공지된 "호블(wobble)" 키를 포함할 경우에만 재생될 수 있다. 워터마크를 검출하기 위해, 상기 DVD 플레이어(2)는 도 1을 참조하여 설명된 바와 같은 적절한 워터마크 검출기(24)를 포함한다. 상기 워터마크 검출기(24)는 저장된 신호(S)를 수신하고, 검출된 워터마크에 의존하여 스위치(22)를 제어한다.
본 발명은 방송 감시용 시스템내의 인터 엘리아(inter alia)에도 사용될 수 있다. 방송은 워터마크 식별자로 미리 부호화 될수 있다. 워터마크 검출기(24)를 포함하는 시스템을 가진 텔레비젼 방송의 감시는 지적 소유권 보호를 위한 메카니즘 및 통계적인 데이터 수집을 제공한다.
본 발명은 상술된 실시예로서 제한되어서는 안되며, 본 기술 분야의 기술자는 첨부된 청구 범위의 정신을 벗어나지 않고 다른 실시예를 응용할 수 있음은 물론이다.
청구범위에서 괄호내의 참조 번호는 본 청구 범위의 명확한 이해를 위해 삽입되었으며, 청구 범위를 제한하게 해석해서는 안된다. 본 발명은 개별적인 요소들 및 정확하게 프로그램되어진 컴퓨터에 의해 실행될 수 있다. 본 발명에 관한 청구 범위에 있어서, 언급된 개별적인 수단은 하나 및 동일한 종류의 하드웨어에서 실행될 수 있다.
요약하면, 신호(S)에 삽입된 워터마크 검출 방법은 하나의 검출 수행을 위해 신호(S)의 복수의 프레임(F1,F2,...)이 검출 세트(Dj)와 결합되어짐이 설명되었다. 본 발명에 따라, 워터마크 검출의 신뢰성이 검출 세트(Dj)를 형성하기 위해 연속적이지 않은 프레임(Fi,Fi+d,...)을 사용하여 강화된다. 본 발명은 워터마크 검출기를 포함하는 신호의 기록 및 재생용 장치에 관한 것이고, 또한, 방송 감시용 시스템에 관한 것이다.

Claims (7)

  1. 상기 신호(S)의 복수의 프레임(F1,F2,...)이 하나의 검출 수행을 위해 검출 세트(Dj)에 결합되는, 신호(S)내에 삽입된 워터마크(watermark)를 검출하는 워터마크 검출 방법에 있어서,
    검출 세트(Dj)를 형성하기 위해, 신호(S)내의 다른 프레임(Fi)을 즉시 뛰따르지 않는 하나 이상의 프레임(Fi+d)이 사용되며, 상기 다른 프레임(Fi)도 검출 세트(Dj)를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 워터마크 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 프레임(F1,F2,...)의 정수에 대응하는 상호 소정의 거리(Dj)에서, 신호(S)내에 존재하는 소정의 프레임(Fi,Fi+d,...) 수는 검출 세트를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 워터마크 검출 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 소정의 프레임(Fi,Fi+d,...) 수 및 소정의 거리(Dj)는 이들의 최대 공약수가 동일하게 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 워터마크 검출 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, MPEG 신호(S)의 GOP 크기의 정수배에 대응하는 소정의 프레임(Fi,Fi+d,...) 수는 각 검출 세트(Dj)를 위해 사용되고;
    상기 검출 세트(Dj)내의 프레임(Fi,Fi+d,...)의 수와 동일한 수를 가지는 신호(S)내의 연속적인 프레임(F1,F2,...)은 복수의 열의 연속적인 프레임(F1,F2,...)으로 분할되고;
    하나의 위치에 의해 이동되는 연속적인 열내의 기준 프레임(Fi)은 각 열로부터 선택되고, 상기 열의 시작으로부터 계산되며;
    상기 기준 프레임(Fi) 및 열 수의 정수배에 대응하는 상기 기준 프레임(Fi)으로부터의 거리에 존재하는 프레임(Fi+d)이 검출 세트(Dj)를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 워터마크 검출 방법.
  5. 신호(S)내에 삽입된 워터마크 검출 장치(1)에 있어서,
    상기 신호(S)를 수신하기 위한 수단 및, 하나의 검출을 수행하기 위해 검출 세트(Dj)에 상기 신호(S)의 복수의 프레임(F1,F2,...)을 결합하기위한 결합 수단(10)을 포함하며;
    상기 결합 수단(10)은 상기 신호내의 다른 프레임(Fi)을 즉시 뛰따르지 않는 하나 이상의 프레임(Fi+d)을 사용하기 위해 알맞게 되고, 상기 검출 세트(Dj)를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 워터마크 검출 장치.
  6. 신호(S) 수신용 수단(21)을 포함하는 상기 신호(S)의 기록 및 재생 장치에 있어서,
    상기 신호(S)에 삽입된 워터마크를 검출하기 위해 청구항 5에 있어서의 장치(24)를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 및 재생 장치.
  7. 방송 신호(S) 수신용 수단을 포함하는 방송 신호(S) 감시용 시스템에 있어서,
    상기 방송 신호(S)에 삽입된 워터마크를 검출하기 위해 청구항 5에 있어서의 장치(24)를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방송 신호 감시용 시스템.
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